共轨系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于向内燃发动机供应燃料的共轨系统。特别地但非排他地说，本发明涉及一种用于压缩点火(柴油)燃料喷射系统的共轨燃料系统。


背景技术：

2.在共轨喷射系统中，用于喷射到内燃发动机中的燃料被存储在称为共轨的中央高压燃料贮存器中。燃料从燃料箱借助于高压泵被供应到共轨，该高压泵被供应来自低压供应泵(传输泵)的燃料。低压供应泵将燃料从燃料箱输送到高压泵，并且高压泵将该燃料加压并经由高压供应管线将其输送到共轨。当需要时，联接到共轨的燃料喷射器将雾化燃料输送到发动机。
3.已知的是，在燃料从共轨进入喷射器时对燃料进行过滤，以便防止由系统中上游产生的碎屑引起的对喷射器造成的损坏。重要的是防止对燃料喷射系统的喷射器和其它部件造成损坏，以确保持续的高性能并延长使用寿命。
4.正是在这个背景下设计了本发明。


技术实现要素：

5.根据本发明，提供了一种用于内燃发动机的燃料喷射系统的共轨系统。共轨系统包括用于接收来自燃料箱的燃料的高压泵。共轨系统包括用于将燃料输送到内燃发动机的至少一个燃料喷射器。共轨系统包括共轨，该共轨用于通过共轨系统的流动路径从高压燃料泵接收燃料，该流动路径将高压泵连接到共轨。共轨包括与共轨入口流体连通并且与一个或多个燃料喷射器流体连通的燃料贮存器。共轨系统包括过滤器，该过滤器设置在将高压泵连接到共轨的流动路径中，并且被构造成过滤燃料以便防止颗粒物质进入共轨。共轨系统仅包括一个过滤器。
6.为了避免疑惑，高压泵和共轨之间的流动路径因此包括来自高压泵的出口和共轨入口。
7.过滤器可以设置在共轨入口处。另选地，过滤器可以设置在高压泵的出口处。
8.在高压泵处或在共轨的入口处，即在燃料进入共轨之前过滤燃料，防止了超过一定尺寸的颗粒或碎屑到达高压燃料贮存器。燃料中包含的可能源于燃料箱、高压泵或系统的部件之间的连接管线的颗粒物质会引起共轨部件堵塞、使用寿命缩短以及发生故障。本发明允许单个过滤器不仅保护共轨的部件和与共轨相关联的部件，而且允许保护燃料喷射器。
9.在系统中包括不多于一个过滤器，即单个过滤器，与每个燃料喷射器需要使用一个过滤器的标准系统相比，提供了成本效益。如果只需要一个过滤器，则与必须将多个过滤器装配到系统中(每个喷射器一个过滤器)相比，组装过程也被简化。
10.过滤器可包括具有第一直径的大致圆柱形的第一部分和具有第二直径的大致圆柱形的第二部分。第二直径可以小于第一直径。第一部分可限定通向过滤器的入口流动路
径。
11.第二部分的壁可包括多个开口以限定从过滤器开始的出口流动路径。
12.当过滤器设置在共轨的入口处时，开口的尺寸和大小可以被设计成阻尼系统中的压力脉动。也就是说，过滤器可被构造成基本上复制标准入口射流孔口(inlet jet orifice)的效果，并且执行由燃料喷射到共轨中引起的压力脉动的类似水平的阻尼或衰减。因此，已知系统的入口孔口的功能可以通过本发明的过滤器来维持。
13.至少一个开口可以是穿过过滤器的壁的大致圆柱形钻孔。至少一个开口的直径可以在例如50至100微米的范围内。至少一个开口可以是穿过过滤器的壁的渐缩钻孔。
14.开口可以在过滤器的第二部分的长度l0上延伸，其中，长度l0形成在过滤器的第二部分的总长度l
t
的50％和80％之间。如本领域技术人员将理解的，开口在总长度l
t
上延伸的长度的百分比可以根据例如过滤器的尺寸而变化。过滤器的尺寸又取决于过滤器/共轨系统将被使用的应用。
15.每个开口的纵向轴线可在基本上垂直于燃料通过入口流动路径流到过滤器的方向的平面中延伸。
16.开口中的每一个的横截面流动面积对于所有开口可以基本相同。
17.过滤器可以设置或定位在共轨入口的腔室中，并且过滤器的第一部分可以接合腔室的内表面，使得过滤器经由推入配合或压入配合被保持在腔室中。过滤器可形成共轨入口的一体部分。
18.另选地，过滤器可以设置或定位在高压泵出口的腔室中，并且过滤器的第一部分可以接合腔室的内表面，使得过滤器经由推入配合或压入配合被保持在腔室中。本领域技术人员将理解，可能需要不同的工具和技术来将过滤器安装在高压泵的出口处而不是共轨的入口处。这至少部分地是因为过滤器以与其在组装期间被插入到共轨的入口中的定向不同的定向被插入到高压泵出口中。当将过滤器组装在高压泵出口中时，过滤器的第一部分在第二部分之前被接收在高压泵的出口中。相反，当将过滤器组装在共轨入口中时，过滤器的第二部分在第一部分之前被接收在共轨的入口中。本领域技术人员将理解，在插入到入口/出口时的这种定向差异可能需要使用不同的工具和/或技术来进行组装。
19.作为将过滤器设置为在组装期间以推入配合或压入配合插入的单独部件的替代，过滤器可以形成泵出口的一体部分。
附图说明
20.为了更容易地理解本发明，现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的优选非限制性实施方式，在附图中：
21.图1是包括根据本发明的共轨系统的燃料喷射系统的示意图；以及
22.图2是定位在图1的共轨系统的入口中的过滤器的横截面图。
23.在附图以及下面的描述中，相同的特征用相同的附图标记表示。
具体实施方式
24.图1示出了用于内燃发动机(未示出)的燃料喷射系统10。燃料喷射系统10包括根据本发明的共轨系统12、燃料箱14和燃料供应泵16。共轨系统12包括多个燃料喷射器18，以
用于将燃料输送到内燃发动机。
25.在使用中，燃料通过燃料喷射系统10从燃料箱14被输送到发动机。燃料供应泵16，也称为提升泵(传输泵)，从燃料箱14抽取燃料(燃料被以低压存储在该燃料箱处)，并经由低压供应管线22将该燃料输送到高压泵20。高压泵20对该燃料加压并经由高压供应管线24将该燃料输送到共轨26，被加压的燃料被存储在该共轨中。当需要时，来自共轨26的燃料以公知的方式经由喷射器18被输送到发动机。
26.共轨系统12包括共轨26、高压泵20、燃料喷射器18和设置在将高压泵20连接到共轨26的流动路径中的单个过滤器28。
27.在图1的示意图中，过滤器28被示出在其可以被设置在共轨系统12中的两个可能位置处：共轨26的入口32和高压泵20的出口50。应当注意，这两个位置是过滤器28的布置的可选方案，如图1中通过使用虚线来表示过滤器28所指示的。根据本发明的共轨系统必须仅包括一个过滤器28，因此不能在这些位置的每一位置处都包括过滤器28。
28.还应当注意，过滤器28不限于图1所示的位置，而是可以设置在将高压泵20连接到共轨26的流动路径中的任何位置，只要在共轨系统12中仅设置一个过滤器28即可。因此，在图1所示的系统的实施方式中，过滤器可以同样设置在高压供应管线24内和沿着高压供应管线24的一些其它位置处。
29.共轨26包括壳体30、用于接收来自高压泵20的燃料的共轨入口32、用于存储高压燃料的燃料贮存器34、和用于向喷射器18供应来自燃料贮存器34的高压燃料的多个出口36。共轨系统12还包括用于监测共轨26中的压力的一个或多个轨压传感器(未示出)、和用于控制共轨26中的压力的限压阀38或plv 38。具体地说，plv 38被构造成当轨压传感器检测到共轨26中的压力已经达到某个预定阈值时从燃料贮存器34释放燃料。这样，共轨26中的压力被释放。如图1所示，通过plv 38离开共轨26的燃料经由返回管线40被引导回到燃料箱14。
30.燃料贮存器34包括形成在共轨26的壳体30中并基本上沿着共轨26的纵向轴线a
cr
延伸的基本上管状的孔39。燃料贮存器34借助于形成在共轨26的壳体30中的贮存器供应通道42联接到共轨入口32，并借助于也形成在共轨壳体30中的单独的出口供应通道44联接到出口36中的每一个。这样，共轨26的入口32和出口36均与燃料贮存器34流体连通。共轨入口32借助于高压供应管线22联接到高压泵20。每个共轨出口36通过喷射器供应管线46联接到相应的喷射器18。
31.图2示出了设置在本发明的实施方式中的共轨26的入口32处的过滤器28。
32.如已经解释的，在其它实施方式中，过滤器28可以设置在共轨系统12中的其它地方，但是在所有实施方式中，共轨系统12包括不多于一个(仅仅一个)过滤器。
33.过滤器28设置在喷射器18和燃料贮存器34的上游，具体地说，设置在将共轨26和高压泵20连接的流动路径中。
34.通过以这种方式结合过滤器28，本发明有利地消除了在系统12中包括多个喷射过滤器的需要。本发明使用定位在燃料贮存器34上游的单个过滤器28，而不是为每个喷射器18都包括单独的过滤器28。这不仅防止燃料中的碎屑或颗粒物质进入并损坏喷射器18，而且还具有防止该碎屑进入并损坏共轨26的部件和与共轨相关联的部件的另外的优点。这样，共轨系统12的部件的使用寿命增加，并且损坏和故障的可能性降低。此外，与结合多个
过滤器28的系统相比，在系统12中仅包括单个过滤器28提供了成本效益。
35.再次参照图2，过滤器28包括第一部分52和第二部分54，第一部分和第二部分中的每一者通常为圆柱形形状。第一部分52具有第一直径d1，第二部分54具有第二直径d2。第一直径d1是第一部分52的最大外径，其中外径是由过滤器28的外表面56限定的直径。相应地，第二直径d2是第二部分54的最大外径。如图2所示，第二直径d2小于第一直径d1。
36.第一部分52限定了通向过滤器28的入口流动路径58，该入口流动路径接收由高压泵20供应到共轨26的燃料。第一部分52的尺寸被设计成使得第一部分52的外表面60与入口32的入口腔室64的内壁62接合。这样，过滤器28以压入配合或推入配合的方式被保持在入口腔室64中。应当注意，在本发明的其它实施方式中，过滤器28可与入口32一体地形成，而不是设置为单独的部件。也就是说，在一些实施方式中，过滤器28可被直接机加工到入口32中。
37.第二部分54包括限定从过滤器28开始的出口流动路径的壁66和限定过滤器28的积聚部分72的封闭的顶端区域70。在使用中，固体碎屑或颗粒物质积聚在积聚部分72中。
38.出口流动路径由多个开口74限定，所述多个开口是穿过过滤器28的第二部分54的壁66钻出的。应当注意，为了清楚起见，在图2中没有标记所有这些开口。选择开口74的数量、尺寸、形状、大小和布局中的一者或多者，以便对例如由于喷射过程而可能在共轨26中的燃料内发生的任何压力脉动提供阻尼。这些开口74的构造和布置被选择成提供与由已知共轨系统中使用的入口射流孔口所提供的阻尼效果类似的阻尼效果。这样，在本发明的该实施方式中，过滤器28既给进入共轨26的燃料提供过滤功能，又对在系统12中产生的压力脉动提供阻尼或衰减功能。如本领域技术人员所理解的，在高压泵20的出口50处不需要这种阻尼。因此，在过滤器28设置在高压泵出口50处的实施方式中，开口74不被布置成提供阻尼功能，而仅被构造成提供穿过过滤器28的最佳流动。
39.在图2所示的实施方式中，第二部分54包括5000个开口74。然而，在本发明的其它实施方式中可以包括更多或更少的开口74。特别地，第二部分可以包括200至5000个之间的开口。
40.每个开口74可由大致圆柱形钻孔形成。通常，每个开口的直径在50μm至100μm之间。
41.在其它实施方式中，如图2所示，过滤器28的第二部分54的壁66中的开口74沿开口74的整个长度不是圆柱形的，而是从壁66的外表面76到壁66的内表面78向内渐缩。这种圆锥形开口74改善了燃料穿过过滤器28的流动。在图2的该实施方式中，每个开口74的最小直径(即每个开口在内表面78处的直径)是50μm。每个开口74的最大直径(即每个开口74在外表面76处的直径)是100μm。在其它实施方式中，这些最小和最大直径可在30μm至150μm之间的范围内变化。
42.应当注意，虽然在图2所示的实施方式中每个开口74是相同的，但这不是本发明所要求的。一些实施方式可以结合与其它开口74中的一个或多个相比具有不同的尺寸和/或形状的一个或多个开口74。例如，横截面流动面积以及它如何沿着每个开口的长度变化通常对于所有开口都是相同的，不过在其它实施方式中，不同的开口可以具有不同的横截面流动面积。
43.每个开口74的纵向轴线在基本上垂直于燃料沿着入口流动路径58流动的方向的
平面中延伸。在其它实施方式中，沿着入口流动路径58的流动方向和包含每个开口的纵向轴线的方向的平面之间的角度可以不同于垂直。
44.开口74在过滤器28的第二部分54的长度l0上延伸。在该实施方式中，长度l0形成过滤器28的第二部分54的总长度l
t
的75％。然而，在其它实施方式中，该长度l0可以在总长度l
t
的50％和80％之间变化。
45.在操作期间，加压燃料从高压泵20经由高压供应管线24穿过流动路径供应到共轨26，该流动路径将高压泵20连接到共轨26并且包括高压泵出口50、共轨入口32和高压供应管线24。加压燃料进入共轨26的入口32，并且进入设置在入口腔室64中的过滤器28。
46.在过滤器28的第一部分52中，燃料沿着入口流动路径58流动。在过滤器28的第二部分54中，燃料中包含的任何固体材料由于其重量而积聚并沉积在顶端区域70中，并且经过过滤的燃料流过开口74，改变流动方向以通过开口离开，并沿着出口流动路径流出。如已经所描述的，开口74定向成与沿着入口流动路径58的流动方向成大约90度。
47.在离开过滤器28时，经过过滤的燃料在与沿着入口流动路径58的流动方向平行的方向上继续穿过入口腔室64，如箭头80所示，并且借助于贮存器供应通道42被输送到燃料贮存器34。然后该燃料被存储在燃料贮存器34中，从该燃料贮存器燃料被输送到发动机的喷射器。
48.以这样的方式在燃料贮存器34的上游结合单个过滤器28为系统12提供了许多优点。
49.在燃料进入共轨26之前过滤燃料不仅防止了超过一定尺寸的颗粒或碎屑到达喷射器18，而且防止了到达共轨26的其它部件以及与共轨相关联的部件，例如plv 38。这提供了优于标准布置的优点，在标准布置中，来自高压泵20的燃料在没有过滤的情况下进入共轨26，使得共轨26和相关联的部件可能暴露于可能导致损坏的携带碎屑或颗粒物质的燃料。在这种情况下，碎屑会导致共轨26的部件发生堵塞、使用寿命缩短以及发生故障。
50.在系统12中仅包括单个过滤器28，而不是每个喷射器18对应有一个过滤器28，也提供了成本效益。获得了成本降低，同时仍然保护燃料喷射器18，并且同时额外地保护共轨26的部件。此外，过滤器28可以被构造成复制现有入口射流孔口的效果，并且执行压力脉动的类似阻尼功能。因此，已知系统的入口孔口的功能由本发明的过滤器28维持。
51.本领域技术人员将理解，在不偏离所附权利要求的范围的情况下，本发明可以被修改以采取本文描述的许多替代形式。
52.所使用的附图标记：
53.燃料喷射系统10
54.共轨系统12
55.燃料箱14
56.燃料供应泵16
57.燃料喷射器18
58.高压泵20
59.低压供应管线22
60.高压供应管线24
61.共轨26
62.过滤器28
63.壳体30
64.共轨入口32
65.燃料贮存器34
66.共轨出口36
67.限压阀38
68.管状孔39
69.返回管线40
70.贮存器供应通道42
71.出口供应通道44
72.喷射器供应管线46
73.高压泵入口48
74.高压泵出口50过滤器的第一部分52过滤器的第二部分54过滤器的外表面56
75.入口流动路径58
76.第一部分的外表面60内壁62
77.入口腔室64
78.第二部分的壁66
79.顶端区域70
80.积聚部分72
81.穿过第二部分的壁的开口74第二部分的外表面76
82.第二部分的内表面78燃料在离开过滤器时的流动方向80